资源简介 (共65张PPT)分子与细胞本书目录1、走近细胞2、组成细胞的分子3、细胞的基本结构4、细胞的物质输入和输出5、细胞的能量供应和利用6、细胞的生命历程细胞细胞的发现细胞的组成细胞的结构细胞的物质交换细胞的代谢细胞的一生第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 上鸡蛋从外打破是食物,从内打破是生命本 节 聚 焦怎样理解蛋白质是生命活动的主要承担者?氨基酸的结构有什么特点?为什么细胞中蛋白质的种类如此多样?“胶原蛋白面膜”真能补充皮肤的胶原蛋白,抗皱抗衰老吗?皮肤能直接吸收蛋白质吗?视频:蛋白质的自白一、蛋白质的功能肌肉头发1.构成细胞和生物体结构的重要物质结构蛋白胃蛋白酶等消化酶2.催化作用血红蛋白运输氧气3.运输抗原抗体4.免疫功能图中黄色区域的部分细胞分泌胰岛素,调节血糖平衡5.(信息传递)调节生命活动蛋白质是生命活动的主要承担者结构蛋白:许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。例如,肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的成分主要是蛋白质。肌肉头发肌动蛋白、肌球蛋白蛛丝一、蛋白质的功能一、蛋白质的功能胃蛋白酶结晶催化作用:细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。唾液淀粉酶结构少数酶的化学本质是RNA。一、蛋白质的功能运输作用:有些蛋白质具有运输功能。血红蛋白运输氧气胰岛素调节生命活动调节生命活动:有些蛋白质起信息传递的作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素、生长激素。注意:激素有蛋白质有脂质。性激素的化学本质为脂质。一、蛋白质的功能免疫功能:有些蛋白质有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质,可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。01蛋白质的功能结构蛋白:构成 结构的重要物质;功能蛋白作用:如大多数酶;作用:如载体、血红蛋白;作用:如抗体;作用:如胰岛素等;细胞和生物体催化运输免疫调节总之,细胞的各项生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。记忆口诀:催狗运面条防御信息传递民间有一种“吃什么补什么”的说法,如吃鱼眼能明目,喝虎骨酒可以壮筋骨。请你运用 本节所学的知识对这种说法作出评价。提示:食物中的蛋白质是大分子有机物,它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收,这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。蛋白质可以 被人体直接吸收利用吗 39健康网氨基酸是组成蛋白质的基本单位。胃、小肠的消化 氨基酸蛋白质蛋白质蛋白酶多肽肽酶氨基酸二、蛋白质的基本单位——氨基酸02硒代半胱氨酸1.种类:在人体中,组成蛋白质的氨基酸有 种。21二、蛋白质的基本单位——氨基酸02硒代半胱氨酸2.组成元素: 。C、H、O、N,有的还含有S---单位氨基酸蛋白质的结构二、蛋白质的基本单位——氨基酸观察以下几种氨基酸的结构CHCHH2NOHOCHCH2NOOHCH3CH3HOCCH2NOHCH3CHCH2NOHOCH3CH3CH3甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸二、蛋白质的基本单位——氨基酸02H NHCHCOHOR氨基羧基侧链基团【形象记忆】3. 氨基酸分子结构通式二、蛋白质的基本单位——氨基酸023.氨基酸分子结构通式:CHCOHOR氨基羧基侧链基团4.特点:①每种氨基酸至少都含有 . 和 ,并且都有一个氨基和一个羧基连接在 上。这个碳原子还连接 .和 。②各种氨基酸之间的区别在于的不同。一个氨基(—NH2)一个羧基(—COOH)同一个碳原子一个氢原子一个侧链基团(用R表示)R基H NH二、蛋白质的基本单位——氨基酸每种氨基酸都只有一个氨基和一个羧基吗?H │H2N—C —COOH│CH2 —CH2 —每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。【注】氨基酸的R基上也可能存在氨基或羧基。H │H2N—C —COOH│CH2 —CH2 —CH2 —CH2 —NH2谷氨酸赖氨酸COOH特别提醒1.基团的正确书写氨基:羧基:R 基:—NH2 或—COOH 或(注意:基团前面的化学键“—”不能丢)—R2.结构通式的正确书写或中心碳原子连接的是—COOH 中的C原子和—NH2 中的N原子非必需氨基酸:共13种,人体可自身合成的氨基酸必需氨基酸:共8种,人体不能自身合成的、必须从外界环境中直接获取的氨基酸。异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸(一家人来写两三本书)21种氨基酸---单位氨基酸蛋白质的结构【判断】非必需氨基酸是指人不一定需要的氨基酸。( )21种氨基酸都是人需要的氨基酸,非必需氨基酸是指人体细胞能够合成的。×4. 氨基酸分类COOH—C—HH2NCH3①—C——CH2NCOOHHHCH3CH3②—C——③H2NCOOHH—C—HCH3CH31.下面属于氨基酸的是________①③NH2—C—HH2NCH3④H2N—C— COOHHHH—N—C— C—OHHOHH=××√√012.缬氨酸的R基为—C3H7,则一分子缬氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为( )A.2、4、2、1B.5、11、2、1C.5、9、4、1D.5、8、2、1BC3H7√√√√√√分子式:C2H4O2N-R分子式:C2H4O2N-C3H7练习2:根据氨基酸通式,写出下面两种氨基酸的R基:R基分别是:H2N-C-C-OHHOCH2 - SH-CH2 -SH-CH2 -COOHH2N-C-C-OHHOCH2 - COOHH2N—C— C—OHHOH以下哪些是组成蛋白质的氨基酸 R基是什么?CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHH2NCOOHCH2OHCHNH2HCH2COOH√√××CNH2CH3H2NHCHNH2HOOCCHNH2HOOC×√蛋白质是细胞中含量最高的有机物。蛋白质是 。生命活动的主要承担者氨基酸分子结构通式:CHH2NR氨基羧基COHO必需氨基酸非必需氨基酸(甲携来一本亮色书)氨基酸小结CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH思考:水分子中的H和O来自于哪个基团?H来自氨基(—NH2)和羧基(—COOH)O来自羧基(—COOH)三、蛋白质的结构及其多样性1.氨基酸的结合方式肽键——脱水缩合氨基酸 + 氨基酸 二肽 + H2O脱水缩合R基中的氨基和羧基不参与肽键的形成CHR1NH2COCHCOOHR2HN1.氨基酸的结合方式肽键——脱水缩合特别提醒:寻找肽键的方法肽键三、蛋白质的结构及其多样性三、蛋白质的结构及其多样性视频:氨基酸的结合方式氨基酸 + 氨基酸 H2O + 二肽氨基酸 + 氨基酸 + 氨基酸 2H2O + 三肽……,类似的反应,形成四肽、五肽……多肽。脱水缩合脱水缩合由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物,叫多肽。多肽通常呈链状,叫作肽链。三、蛋白质的结构及其多样性有的是环状,首尾两端的氨基、羧基也脱水缩合连接起来,成为环肽。由几个氨基酸形成的就叫几肽三肽、四肽……统称为多肽肽链呈链状氨基酸之间仅仅只能依靠肽键连接吗?还有没有其它作用力?三、蛋白质的结构及其多样性5、蛋白质分子计算问题肽键数=(1)肽键数与氨基酸数目、脱去的水分子数的关系氨基酸数-1=脱去的水分子数(链式结构)肽键数=氨基酸数-2=脱去的水分子数公式1:肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数-肽链数三、蛋白质的结构及其多样性5、蛋白质分子计算问题(1)肽键数与氨基酸数目的关系:15个氨基酸组成的环状多肽肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数如果m个氨基酸构成n个环状多肽,有____个肽键(环状结构)m三、蛋白质的结构及其多样性(2)蛋白质中游离氨基和羧基的数目:(一条肽链)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7蛋白质中氨(羧)基数=1+ R基上氨(羧)基数1至少含有的氨(羧)基数=5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性(2)蛋白质中游离氨基和羧基的数目:(两条肽链)CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7CCCH2ONHSSH2CCCR8ONHCHCR9ONHCHCOOHR10NH2公式2:游离氨(羧)基数目=肽链数+R基中氨(羧)基数5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性(3)蛋白质相对分子质量的计算:H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHH5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性(3)蛋白质相对分子质量的计算:5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性(3)蛋白质相对分子质量的计算:公式3:蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量—脱去的水分子数×18— 二硫键数×2H2OCHH2NCR1OOHCOOHHCR2NHHSSSH +HS+ 2H5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性(4)蛋白质中N、O原子数计算:CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7公式4:N原子数==肽键数+肽链数+R基上N原子数各氨基酸N原子总数公式5:O原子数==肽键数+2×肽链数+R基上O原子数各氨基酸O原子总数-脱去水分子数公式6:C原子数==氨基酸数×2+R基上C原子数5、蛋白质分子计算问题三、蛋白质的结构及其多样性各氨基酸C原子总数蛋白质相关的计算肽 链 数 氨基酸 平均相对 分子质量 氨基酸 数目 肽键 数目 脱去 水分子 数目 多肽的 相对 分子质量 氨基 数目 羧基数目1 a n 至少 个 m a n 至少 个 环状多肽 a n 至少 个 n-1n-1na-18(n-1)1n-mn-mnnna-18(n-m)na-18nm0多肽链中不相邻的氨基酸之间规则性的形成氢键使得肽链能盘曲,折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子三、蛋白质的结构及其多样性—SH—SH+—S—S—+2H二硫键两条肽链二硫键是两个半胱氨酸经过脱氢,在两个硫原子之间形成的化学键。有些蛋白质含有两条或多条多肽链,通过二硫键维系在一起。SH巯基三、蛋白质的结构及其多样性胰岛素由两条肽链结合在一起肽链经过进一步的盘绕形成一定的空间结构二硫键-亮黄色两条链表示为蓝色与暗黄色三、蛋白质的结构及其多样性氨基酸二肽三肽一条链折叠形成蛋白质几条链折叠形成蛋白质脱水缩合脱水缩合脱水缩合折叠盘曲成空间结构三、蛋白质的结构及其多样性氨基酸的种类不同氨基酸的数目不同氨基酸的排列顺序不同α-螺旋β-折叠肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同1. 蛋白质结构多样性的原因三、蛋白质的结构及其多样性氨基酸种类不同氨基酸数目不同氨基酸排列顺序不同肽链盘曲、折叠方式及空间结构不同蛋白质结构多样性蛋白质功能多样性结构多样性决定了功能多样性!三、蛋白质的结构及其多样性单个氨基酸改变蛋白质结构异常红细胞形态异常,镰刀型细胞贫血症蛋白质的功能空间结构一级结构蛋白质的结构和功能相适应三、蛋白质的结构及其多样性鸡蛋清中富含了蛋白质,鸡蛋是生吃好还是熟吃好呢?鸡蛋肉类在煮熟后就无法恢复原来的状态,其原因是:高温会使蛋白质变性,同时使其空间结构变得伸展,松散,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋和熟肉更容易消化吸收与社会的联系蛋白质变性指的是蛋白质在某些物理(加热、紫外线及X射线、剧烈振荡)或化学因素(强酸、强碱、重金属盐)的作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。应用:高温灭菌、酒精消毒高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散肽键不断裂卷曲、紧密伸展、松散与社会的联系原因:化学因素(如强酸、强碱、重金属离子、酒精)物理因素(如加热、剧烈振荡、超声波、射线等)思考:变性的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗?还可以,因为变性的蛋白质肽键没有被破坏,能与双缩脲试剂发生紫色反应。蛋白质在某些物理或化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。定义:与社会的联系蛋白质变性在实际应用上具有重要作用:用酒精、加热、紫外线等来消毒和杀菌。在重金属盐中毒急救时也常常利用蛋白质的这一特点。汞中毒时,早期可以服用大量乳制品或鸡蛋清,使蛋白质在消化道中与汞盐结合成变性的不溶解物,以阻止有毒的汞离子吸收入人体内,然后再设法将沉淀物自胃中洗出。与社会联系酒精消毒(化学因素)注意:盐析过程蛋白质的结构没有发生变化,变化是可逆的。实例:在鸡蛋清中加一些食盐,会看到白色絮状物,兑水稀释后絮状物消失。加入清水稀释蛋白质结构变化吗?定义:蛋白质在某些盐(如氯化钠、硫酸钠等)的溶液中溶解度降低而析出的现象,称为蛋白质盐析。降低盐溶液浓度后,蛋白质又会重新溶解。蛋白质的盐析:知识构建C、H、O、N有的还有S氨基酸氢键、二硫键等细胞质基质、内质网、高尔基体C、H、O、N大多数含有S有些还含有Fe等易错辨析1.蛋白质是生物体主要的能源物质。( )2.氨基酸序列改变或蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化。( )3.氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。( )×√×4.评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量( )√糖类(3)氨基酸的种类、数量、排列顺序和多肽链盘曲折叠形成的空间结构决定了蛋白质的结构和功能。 考点训练 1.下列四种化合物中,哪种是构成蛋白质的氨基酸( )A. CH3—CH2—COOH B. R—CH2—NH2C. D.每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并连在同一个碳原子上。 考点训练 2.食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是( )A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉部分氨基酸含S元素,如甘氨酸就无S元素。双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应,从而鉴定蛋白质,而氨基酸中不含肽键通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有种的特异性 考点训练 3.科学家研究和鉴定一些动物谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了人体第21种氨基酸——硒代半胱氨酸,是蛋白质中硒的主要存在位置,人体内硒含量很少,合成硒代半胱氨酸的原料需要不断从食物中获取。下列有关叙述中,错误的是( )A.硒元素属于微量元素体B.硒位于硒代半胱氨酸的R基中C.硒代半胱氨酸是必需氨基酸D.人体的蛋白质均含有硒内硒含量很少,硒元素属于微量元素氨基酸的区别在于R基的不同,硒位于硒代半胱氨酸的R基中甲携来一本亮色书并不是所有的蛋白质都含有硒 考点训练 4.迁徙的鸟类长途跋涉不迷路与其体内的磁受体蛋白有关,磁受体蛋白能感应到微弱的地球磁场,并沿着地球磁场方向排列。下列叙述正确的是( )A.磁受体蛋白溶液中加入一些食盐后析出,会失去原有功能B.磁受体蛋白中一定含有所有的组成蛋白质的氨基酸C.鸟类体细胞中一般都含有磁受体蛋白D.磁受体的特异性主要体现在氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构上盐析过程蛋白质结构没有发生变化,仍可保留原有功能磁受体蛋白中不一定含有所有的天然氨基酸由题干信息可知,迁徙的鸟类体细胞中才含有磁受体蛋白5.催产素是由下丘脑神经细胞合成的九肽类激素,具有催产及使乳腺排乳的作用。下图为催产素结构简式,据此判断,下列有关叙述正确的是( )A.催产素中含有九个肽键B.催产素彻底水解后共得到8种氨基酸C.催产素彻底水解需要9个水分子D.形成催产素的过程中相对分子质量减少了144催产素环状结构是由二硫键形成的,其为链状九肽,共有8个肽键由于催产素中含有8个肽键,因此催产素彻底水解需要8个水分子氨基酸脱水缩合形成催产素的过程脱去的水分子数目是8,1个二硫键脱去2个H,因此相对分子质量减少8×18+2=146 考点训练 6.如图为由A、B、C三条链共81个氨基酸构成的胰岛素原,需切除C链才能成为有活性的胰岛素。下列相关叙述错误的是( )A.C链的切除需要消耗2分子的水B.胰岛素原中至少含有1个游离的氨基C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸共有81个羧基D.有活性的胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键由题图可知,C链分别以肽键与A、B链相连(30和31号氨基酸、60和61号氨基酸之间为肽键相连),C链的切除需要消耗2分子的水胰岛素原是一条肽链,所以至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基由题意分析可知,参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少含有81个羧基有活性的胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链,形成的肽键数是49个,含有3个二硫键 考点训练 7.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有氨基6个,甲硫氨酸5个,且在肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS。以下叙述错误的是( ) A.合成该多肽的氨基酸共有N原子93个 B.若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个 C.若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加5个 D.若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O原子数目减少1个该多肽链有88个氨基酸,肽键数目是87个,肽链中含有6个氨基,其中5个在R基中,因此N总数=氨基酸数目+5个R基上的N原子数=88+5=93(个)如果去掉该多肽中的甲硫氨酸,要消耗10分子水,形成6个短肽和5个氨基酸,所以若去掉该多肽中的甲硫氨酸,O原子数目的减少数=5个甲硫氨酸分子中的氧原子数-断裂5个甲硫氨酸共消耗的水分子数=5×2-10=0(个) 考点训练 高考真题演练8.(2024·全国·高考真题)大豆是我国重要的粮食作物。下列叙述错误的是( ) A.大豆油含有不饱和脂肪酸,熔点较低,室温时呈液态 B.大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量 C.大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸 D.大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温下呈液态,动物脂肪大多含有饱和脂肪酸,在室温下呈固态蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量必需氨基酸是人体细胞不能合成必须从外界获取的氨基酸,因此大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸脂肪的组成元素只有C、H、O 高考真题演练9.(2023·海南·高考真题)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是( ) A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同 B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应 D.高温可改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性该蛋白的基本组成单位是氨基酸,与天然蜘蛛丝蛋白的基本单位相同该蛋白彻底水解的产物为氨基酸,不能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应高温可改变该蛋白的空间结构,从而改变其韧性,但不会改变其化学组成 高考真题演练10.(2023·湖北·高考真题)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是( ) A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂 B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇 C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏蛋白质变性后肽键未断裂球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧,说明外侧主要是极性基团,可溶于水,酒精可以使蛋白质变性,蛋白质一般难溶于乙醇加热变性的蛋白质空间结构发生改变,该空间结构改变不可逆,不能恢复原有的结构和性质变性后空间结构改变,导致一系列理化性质变化,生物活性丧失 展开更多...... 收起↑ 资源预览